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氧化铝陶瓷注射成型的喂料制备工艺

发布时间:2018-09-25      点击次数:2332

     陶瓷注射成型(CIM)的出现为氧化铝陶瓷的成型加工带来了新的解决方法。该工艺主要包括喂料、注射成型、脱脂和烧结四个阶段。其基本过程为在氧化铝陶瓷粉末中加入粘结剂,并使其混合均匀,形成具有粘塑性的喂料,在加热状态下,利用注射成型机将喂料注入模具模腔内冷凝成型,经过脱脂工艺去除粘结剂后,便可用于烧结。下面主要介绍下氧化铝陶瓷喂料制备:


    喂料制备是将陶瓷粉体与适量的有机载体按一定配比在一定温度下进行混炼,然后干燥、造粒,得到注射喂料。用作注射成型的氧化铝陶瓷喂料需要具备足够高的固含量,良好的流变性以及热力学稳定性。喂料的性能主要取决于粉体的性质和粘结剂的选择,因此,对其研究和优化也集中在这两个方面。

1、粉体性质

   粉体的平均粒度、松装密度、粉末形状、比表面积、颗粒间隙等决定了所制备喂料的性质,进而影响终产品的质量。对于氧化铝粉体,重要的要求是粒径细小、形状规则,这样的粉末在注射成型过程中流动性好、填充量大,烧结收缩率低。

   研究表明,当氧化铝陶瓷喂料固含量相同时,包裹氧化铝粉体所需的粘结剂用量随粉体比表面积的减小而减小,粉体之间更容易流动,喂料的粘度降低,有利于注射过程完成。

2、粘结剂

   粘结剂是陶瓷粉体的载体,决定了喂料注射成形的流变性能和注射性能。良好的粘结剂可起到形状维持的作用,且能有效减少胚体变形和脱脂缺陷的产生。

   氧化铝陶瓷注射成型粘结剂要具备以下条件:

(1)流动特性好,注射成型黏度适中,且黏度随温度不能波动太大,以减少缺陷产生;

(2)对粉体的润湿性和粘附作用好;

(3)具有高导热性和低热膨胀系数;

(4)一般由多组分有机物组成,单一有机粘结剂很难满足流动性要求。

    目前氧化铝注射成型中为常用的粘接剂由石蜡(PW)、聚丙烯(PP)和硬脂酸(SA)等组成。部分研究者用EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)代替PP,用植物油代替SA,同时也有研究者将EVA和PP各占一定的比例进行混合

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